„Следващата стъпка е живот, създаден от изкуствен интелект"
Екип изследователи от Станфордския университет и Института „Arc“ в Пало Алто, Калифорния, съобщават, че са създали вируси с ДНК, проектирана от изкуствен интелект, които могат да атакуват и убиват конкретни бактерии. Изкуствените вируси се размножават и вече унищожават микроби в лабораторни условия.
Проучването, публикувано като статия в очакване на рецензия, според авторите е силно доказателство за приложимостта на големите езикови модели в областта на биоинженерството.
„За първи път AI системи могат да пишат последователни геномни структури в мащаб," казва водещият автор Брайън Хий, компютърен биолог от Станфорд, пред Nature. „Следващата стъпка е живот, създаден от AI."
Съавторът Самюъл Кинг обаче предупреждава, че „са необходими още много експериментални постижения, за да може да се проектира цял жив организъм."
Вирусите не се смятат напълно за живи. Те не са изградени от клетки, а се движат от безпощаден набор инструкции, чиято единствена цел е да се множат. Тъй като геномите им са сравнително прости, с тях е по-лесно да се експериментира - и е по-малко амбициозно за човек или машина да ги пресъздаде. Тук трябва да припомним, че геномът включва цялата ДНК на даден организъм, а не само няколко фрагмента.
В изследването учените използвали AI модел, наречен Evo, за да „измисли“ геноми на вируси. За разлика от универсалните езикови модели, Evo е специално обучен върху милиони геноми на бактериофаги.
Бактериофаг е вирус, който заразява бактерии. За отправна точка изследователите избрали фаг, наречен phiX174 (ΦX174), който атакува щамове на широкоразпространеното семейство бактерии E. coli. Това е първият секвениран ДНК-базиран геном, добре проучен във времето, и съдържа едва около 5400 базови двойки и 11 гена.
След работа с AI модела екипът създал 302 дизайна на вируси. За да ги тестват, учените решили да ги „отпечатат“ - т.е. да ги сглобят химически - и да ги пуснат върху реални щамове E. coli.
Оказало се, че някои от тях действат. От 302-те създадени вируса 16 успели да инфектират бактериите, като вкарали ДНК в тях, превзели клетъчния им механизъм, за да произвеждат свои копия, и накрая разрушили клетките, убивайки ги.
16 от 302 не е най-високият резултат, но постижението е впечатляващо. Като цяло учените установили, че създадените от AI фаги могат да убиват три различни щама E. coli, и дори превъзхождат естествения phiX174.
„В много случаи те бяха по-заразни от дивия тип phiX174, въпреки че съдържаха големи промени в генома, които човек едва ли би могъл рационално да проектира," пише Нико МакКарти, бивш биоинженер в Caltech и Imperial College London, в Asimov Press.
Въпреки обещаващите резултати, възникват и огромни етични въпроси. Ако AI модел може да създава действащи фаги, това може да бъде злоупотребено за създаване на биологични оръжия или неволно да доведе до появата на неконтролируем вирус, предупреждават експерти.
„Една област, в която призовавам за изключителна предпазливост, е изследванията за усилване на вируси, особено когато те са случайни и не знаем какво ще получим," казва Крейг Вентър, основател на J. Craig Venter Institute и пионер в създаването на организми със синтетична ДНК, пред MIT Technology Review. „Ако някой направи това със симптома или антракс, бих имал сериозни опасения."
По думите му използването на AI всъщност не е чак толкова радикално - то е „просто по-бърза версия на метода проба-грешка."
Досега AI модели показваха, че могат да генерират отделни ДНК последователности, например в протеини. Но някои от новите геноми, написани от AI, са „толкова различни от всеки известен геном на бактериофаг, че технически биха се класифицирали като напълно нов вид," според МакКарти.
Като цяло, това е първият случай, когато технологията е създала цели геноми, които действително работят в реалния свят. И това отваря пътя за истинска революция, в която създаденият от човека изкуствен интелект, може сам да създава или модифицира биологични организми.
„Беше доста изненадващ резултат, който много ни развълнува, защото показва, че този метод може да има голям потенциал за терапевтични приложения," казва Кинг пред Nature.
